analisis estructural por juan sifuentes

1. 23/04/2017
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Ing. Juan Manuel Urteaga García
Análisis estructural
El diseño Estructural y el Papel del
Análisis Estructural
¿Que es el Análisis Estructural?

2. 23/04/2017
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Análisis estructural
Es la disciplina científica encargada de predecir las
deformaciones y los esfuerzos internos resultantes de las
acciones externas a las que estarán sometidas las
estructuras.
De esta manera se proporciona a la fase de diseño los datos
que se necesitan para definir las dimensiones y propiedades
finales de los elementos estructurales.
Introducción
CONOCIMIENTO HUMANO
EMPIRISMO
DESCRIPCION MATEMATICA
MODELOS MATEMATICOS
AUTOMATIZACIÓN

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Fase de Planeación
Diseño Estructural y Preliminar
Estimación de las Cargas
Análisis Estructural
Fase de Construcción
¿Se satisfacen
los requisitos de
seguridad y
utilidad?
Diseño
Estructural
Revisado
Sí
No
Fase de planeación:
A esta fase Kassimali le reconoce un papel preponderante y
decisivo por que en ella se determina el sistema estructural a
utilizar y muchos aspectos que no variarán en adelante. Así
mismo reconoce en esta fase la consideración de otros
aspectos como los estéticos, los de impacto ambientad.
Conviene resaltar que recomienda la experiencia constructiva
para el buen éxito de esta fase.

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Diseño estructural Preliminar:
Etapa reconocida como aquella en la que se decide las
dimensiones preliminares de los distintos elementos
estructurales, dimensiones que serán usados en la fase
siguiente a fin de estimar el peso propio de la estructura
Estimación de las cargas:
En esta fase nos indica que se determinará todas las
cargas a las que la estructura estará sometida.

5. 23/04/2017
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Análisis Estructural:
A esta fase se la describe como la fase donde se
determina a través de métodos específicos los esfuerzos
o las resultantes de los esfuerzos en los miembros, y las
deflexiones en diversos puntos de la estructura.
Comprobación de Seguridad y
Utilidad:
A esta fase se le reconoce un carácter decisorio importante pues de la
comparación de los resultados del paso anterior con los respectivos requisitos
de seguridad y utilidad contenidos en los códigos,
Se dará paso a la redacción de
Las especificaciones técnicas
Los planos
Se inicia la que seria la séptima fase que es considerada por el autor
únicamente en el diagrama de flujo correspondiente, seguramente por lo
evidente de ello.

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Diseño Estructural Revisado:
El autor señala que en el caso de que en la fase anterior
se compruebe la no satisfacción de los requisitos de los
códigos, se revisarán los tamaños de los miembros y
propone repetir los pasos del 3 al 5 hasta satisfacer
todos los requisitos de seguridad y utilidad.
Tipos de
estructuras
Sistemas Estructurales

7. 23/04/2017
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Tabla N° 7 (R.n.e. e.030)
SISTEMAS ESTRUCTURALES
Acero:
Pórticos dúctiles con uniones resistentes a momentos.
Pórticos con Arriostres Excéntricos
Pórticos con Arriostres Concéntricos
Concreto Armado:
Pórticos
Dual
De muros estructurales
Muros de ductilidad limitada |
Albañilería Armada o Confinada.
Madera (Por esfuerzos admisibles)
Sistemas estructurales que
estudiaremos
Continuas Articuladas
Acero Pórticos
Dúctiles
Armaduras
Planas
Concentricamente arriostrados
Espaciales
Excentricamente arriostrados
Concreto
Pórticos
Muros estructurales
Dual
Muros de ductilidad limitada
Albañileria
Confinada
Armada
Adobe
Piedra
Madera
Entramado de madera (Paneles) Armaduras de madera
Gadua (Caña de Guayaquil)

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Pórticos Dúctiles Resistentes a
Momentos
Estructuras de pórticos con nudos rígidos cuyas columnas y vigas
resisten las fuerzas sísmicas por flexión y fuerza axial.
Los perfiles que conforman el sistema sismorresistente son de
secciones compactas según la Norma E.090 Estructuras Metálicas.
Para que una sección clasifique como compacta, sus alas deben
estar conectadas en forma continua al alma o almas
Las relaciones ancho /espesor de sus elementos en compresión no
deben exceder los límites establecidos.
Pórticos dúctiles con uniones
resistentes al momento
Estructuras y Techos - Grupo Aztlán - México

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Pórticos Concéntricamente
Arriostrados
Estructuras de pórticos cuyos elementos están
sometidos principalmente a fuerzas axiales.
Se incluyen estructuras con arriostres en cruz y con
arriostres en V concéntricos.
Un caso particular son las estructuras arriostradas con el
método Chevron.
Pórticos con Arriostres
concéntricos

10. 23/04/2017
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Pórticos Excéntricamente
Arriostrados
Estructuras cuyos pórticos tienen arriostres diagonales,
en los que al menos uno de los extremos de cada
arriostre llega a una viga a corta distancia del nudo o de
otro arriostre diagonal.
Pórticos Excéntricamente
Arriostrados

11. 23/04/2017
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Pórticos de concreto armado
Por lo menos el 80 % del cortante en la base actúa sobre las
columnas de los pórticos que cumplan los requisitos de la Norma
E.060 Concreto Armado.
Concreto armado o reforzado — Concreto estructural reforzado
con no menos de la cantidad mínima de acero, pre-esforzado o no,
En caso se tengan muros estructurales, estos deberán diseñarse
para resistir una fracción de la acción sísmica total de acuerdo con
su rigidez.
Pórticos de concreto armado

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Sistema dual (pórtico placa)
Las acciones sísmicas son resistidas por una
combinación de pórticos y muros estructurales.
La fuerza cortante que toman los muros varía entre el 20
% y el 80 % del cortante del edificio.
Los pórticos deberán ser diseñados para resistir por lo
menos 25 % del cortante en la base.
Sistema dual

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Muros estructurales
Sistema en el que la resistencia sísmica está dada
predominantemente por muros estructurales sobre los
que actúa por lo menos el 80 % del cortante en la base.
1Ø5/8''
1Ø1/2''
M2
M1
Muros estructurales

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Muros de ductilidad limitada
Edificaciones que se caracterizan por tener un sistema estructural
donde la resistencia sísmica y de cargas de gravedad está dada por
muros de concreto armado de espesores reducidos,
en los que se prescinde de extremos confinados y el refuerzo vertical
se dispone en una sola capa.
El máximo número de pisos que se puede construir con este sistema
es de 7.
Muros de ductilidad limitada

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Determinación del tipo de estructura
Armaduras

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Armaduras (Puentes)
Armaduras espaciales

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Armaduras de madera
Estructuras de gadua

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Otros sistemas estructurales
Estructuras neumáticas
Estructuras de membrana
Estructuras de cáscara
Estructuras de cables
Estructuras neumáticas
Las estructuras neumáticas son membranas flexibles
pretensadas a base de aire a presión, rigidizadas, en
ocasiones, por cables que, frente a la acción de las
cargas exteriores, desarrollan esfuerzos de tracción, por
lo que constituyen una estructura muy ligera.

19. 23/04/2017
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Estructuras de membrana
Estructuras laminaresSon cuerpos en los cuales dos de sus dimensiones predominan sobre su espesor.
Actúan principalmente por su continuidad estructural y su forma.

20. 23/04/2017
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Estructuras de cables
Son láminas curvas, convenientemente apoyadas en las que el equilibrio
de las cargas externas se logra fundamentalmente por medio de
esfuerzos normales y tangenciales.
Sistema de
Coordenadas
Métodos de la rigidez y la flexibilidad

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22. 23/04/2017
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OTROS INSTALACIONES
ESPECIALES
Una edificación vista como un
sistemas
ARQUITECTURA ESTRUCTURAS
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
INSTALACIONES
SANITRIAS

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Sub sistemas
Sistema Global.
Describe todo lo que en la estructura sucede con las
magnitudes vectoriales.
Cargas,
Desplazamientos
Sistema Local.
Describe lo que sucede con los elementos de la
estructura individualmente.
Cargas,
Desplazamientos
Sub sistemas
SISTEMA GLOBAL SISTEMA LOCAL

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Coordenada cinemática
Concepto relacionado con grados de libertad (gdl) (dof).
Posibilidad de movimiento determinado en los nudos de una estructura o de un
elemento, donde se puede medir un desplazamiento o una fuerza.
Depende del tipo de estructura (Continua o Articulada)
No tiene una convención previa en cuanto a dirección o sentido.
El usuario declara la dirección o sentido positivo de cada coordenada
Fuerza --- Desplazamiento
Momento --- Giro
Elemento genérico en el espacio
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

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Elemento genérico en el plano
i
j
1
2
3
4
5
6
q1, q2, q3, q4, q5, q6 d1, d2, d3, d4, d5, d5
CONSIDERACIONES PARA
SIMPLIFICAR
Las estructuras serán solucionadas finalmente mediante métodos matriciales por lo que será necesario
disminuir (dentro de lo razonable el tamaño de las matrices.
Estructuras continuas:
En el caso de vigas estas pertenecen a sistemas diafragmados.
En el caso de columnas estas tienen gran rigidez axial
El proceso de construcción compensa las deformaciones axiales de las columns
Estructuras articuladas:
El modelo que usamos desecha (por ser muy bajas) las fuerzas de corte y los mementos flectores.
Solamente se usan coordenadas paralelas a los elementos

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Simplificación ELEMENTO de
pórtico EN EL PLANO3
2
1
q1, q2, q3 d1, d2, d3
Otra Simplificación
(ELEMENTO de pórtico EN EL PLANO)
2
1
q1, q2 d1, d2

27. 23/04/2017
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Simplificación :
Elemento de Pórtico en el Plano
2
1
q1, q2 d1, d2
Elemento de una armadura en el
plano
i
j
1
2
q1, q2, d1, d2

28. 23/04/2017
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Armaduras en el plano
12
3
4
5
Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 D1, D2, D3, D4, D5
Elementos de una armadura
2
4
3